Thiết kế dẫn động băng tải
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (566.21 KB, 49 trang )
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
1
Lời nói đầu
Nớc ta đang trên con đờng tiến lên công nghiệp hoá - Hiện đại hoá với
đờng lối xây dựng chủ nghĩa xã hội. Đảng ta đã đề ra 3 cuộc cách mạng, trong
đó cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật là then chốt để tạo ra của cải cho xã hội.
Do đó phải u tiên công nghiệp nặng một cách hợp lý.
Trong giai đoạn công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nớc, con ngời không
thể thiếu máy móc bởi vì nó là một phơng tiện từ trớc đến nay đã giúp đỡ con
ngời giải quyết đợc nhiều vấn đề mà con ngời không có khả năng làm việc
đợc.
Hiện là một sinh viên đang theo học tại trờng đợc trang bị những kiến
thức cấn thiết về lý thuyết lẫn tay nghề. Để sau này với vốn kiến thức đã đợc
trang bị em có thể góp một phần nhỏ bé để làm giầu cho đất nớc. Thời gian vừa
qua em đợc giao đề tài: Thiết kế dẫn động băng tải. Sau khi nhận đề tài với
sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn và các thầy trong khoa cùng các bạn
đồng nghiệp và sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đề tài. Tuy nhiên trong
quá trình làm việc mặc dù đã cố gắng hết sức nhng do trình độ có hạn và còn ít
kinh nghiệm nên không thể tránh sai sót. Vậy em kính mong sự chỉ bảo của thầy
cô để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã giúp đỡ em hoàn thành đề
tài này.
Hải Dơng, ngày.tháng ....năm 2008
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
2
Nhận xét của giáo viên hớng dẫn
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
...............................................................................................................................
..
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Hải D
ơng, ngày.tháng ....năm 2008
Giáo viên hớng dẫn
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
3
Đồ án môn học chi tiết máy
Đề số: 10
Thiết kế hệ dẫn động băng tải
1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc 2. Bộ truyền đai thang
4.Nối trục 5. Băng tải
Số Liệu cho trớc
1 Lực kéo băng tải F 7800 N
2 Vận tốc băng tải V 0,85 m/s
3 Đờng kính băng tải D 320 mm
4 Thời gian phục vụ T
h
15500 Giờ
5 Góc nghiêng của đai so với phơng ngang
20 độ
6 Đặc tính làm việc: êm
Khối lợng thiết kế
1 01 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc trên phần mềm Autocad
2 01 Bản vẽ chế tạo chi tiết: Bánh răng số 2
3 01 Bản thuyết minh
Sinh viên thiết kế: Lê Văn Hiếu_Lớp CĐK5LC
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Huyến
Nguyễn Tiền Phong
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
4
Mục lục
Lời nói đầu ......................................................................................................1
Phần I: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền......................6
1.1. Công suất cần thiết ................................................................................... 6
1.2. Tính số vòng quay trên trục của tang....................................................... 6
1.3. Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ..................................................... 7
1.4. Chọn động cơ ........................................................................................... 7
1.5. Phân phối tỷ số truyền.............................................................................. 7
1.6. Công suất động cơ trên các trục ............................................................... 8
1.7. Tốc độ quay trên các trục......................................................................... 8
1.8. Xác định mômen xoắn trên các trục ........................................................ 8
Phần II: Tính toán bộ truyền đai ..................................................... 10
2.1. Chọn loại đai .......................................................................................... 10
2.2. Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai................... 10
2.2.1. Xác định đờng kính bánh đai nhỏ D
1
............................................ 10
2.2.2. Xác định đờng kính bánh đai lớn D
2
............................................. 10
2.2.3. Xác định tiết diện đai......................................................................11
2.3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A ............................................................. 11
2.4. Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ A..................................... 11
2.5. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo L=2800mm .................... 12
2.6. Kiểm nghiệm góc ôm............................................................................. 12
2.7. Xác định số đai cần thiết........................................................................ 12
2.8. Định các kích thớc chủ yếu của bánh đai............................................. 13
2.9. Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục...................................... 13
Phần III: Thiết kế Bộ truyền bánh răng .......................................15
3.1. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng........................................ 15
3.1.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện ................................................... 15
3.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền
cấp nhanh .................................................................................................. 15
3.1.3. Tính khoảng cách trục A................................................................. 17
3.1.4. Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo
bánh răng................................................................................................... 17
3.1.5. Tính hệ số tải trọng k ...................................................................... 17
3.1.6. Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng ....................... 18
3.1.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng................................................ 18
3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột ........... 19
3.1.9. Các thông số hình học cơ bản cuả bộ truyền bánh răng trụ răng
thẳng.......................................................................................................... 20
3.1.10. Lực tác dụng lên trục .................................................................... 21
3.2. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng ngiêng...................................... 21
3.2.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện cho bánh răng cấp chậm ........... 21
3.2.2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép ........ 21
3.2.3. Tính khoảng cách sơ bộ trục A ....................................................... 22
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
5
3.2.4. Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo
bánh răng................................................................................................... 23
3.2.5. Tính chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A................ 23
3.2.6. Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng ....................... 23
3.2.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng................................................ 24
3.2.8. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột ............ 25
3.2.9. Các thông số hình học cơ bản cuả bộ truyền bánh răng trụ răng
nghiêng...................................................................................................... 26
3.2.10. Lực tác dụng lên trục .................................................................... 27
Phần IV: Tính toán trục ........................................................................28
4.1. Chọn vật liệu cho trục ............................................................................ 28
4.2. Tính sức bền trục.................................................................................... 28
4.2.1. Tính đờng kính sơ bộ của trục....................................................... 28
4.2.2. Tính gần đúng các trục.................................................................... 28
4.2.3. Tính chính xác trục ......................................................................... 35
Phần V: Tính Then......................................................................................40
5.1. Tính then lắp trên trục I.......................................................................... 40
5.2. Tính then lắp trên trục II ........................................................................ 40
5.3. Tính then lắp trên trục III ....................................................................... 41
Phần VI: Thiết kế gối đỡ trục.............................................................43
6.1. Chọn ổ lăn .............................................................................................. 43
6.2. Chọn kiểu lắp ổ lăn................................................................................. 45
6.3. Cố định trục theo phơng dọc trục......................................................... 45
6.4. Che kín ổ lăn .......................................................................................... 45
6.5. Bôi trơn ở lăn.......................................................................................... 45
Phần VII: Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác............... 46
Phần VIII: Nối trục ....................................................................................47
Phần IX: Bôi trơn hộp giảm tốc.........................................................48
Lời kết..............................................................................................................49
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
6
Phần I: Chọn động cơ v phân phối tỷ số truyền
1.1. Công suất cần thiết
Gọi P
t
là công suất tính toán trên trục máy công tác (KW)
P
ct
là công suất cần thiết trên trục động cơ (KW)
là hiệu suất truyền động.
Ta có :
)(63,6
1000
85,0.7800
Pt kw==
Nh vậy công suất tính toán trên trục máy công tác là. P
t
= 6,63(kw)
áp dụng công thức :
Pt
Pct =
với :
Trong đó
1
,
2
,
3
,
4
đợc tra bảng (2.3)
bảng trị số hiệu suất của các loại bộ
truyền và ổ.
1
=0,96: Hiệu suất bộ truyền đai
2
=0,98: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ
3
=0,99: Hiệu suất của một cặp ổ lăn.
4
= 1: Hiệu suất của khớp nối .
Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là:
1.2. Tính số vòng quay trên trục của tang
Ta có số vòng quay của trục tang là :
)/(76,50
320.14,3
85,0.60000
PVn
t
==
1000
.
Pt
VF
=
4
4
3
2
21
...
=
)(49,7
1.99,0.98,0.96,0
63,6
Pct
42
KW==
)(49,7Pct KW=
D
V
n
t
.
.10.60
3
=
n
t
: Tốc độ quay của trục tang (V/P)
V = 0,85 m/s:Vận tốc băng tải
D = 320mm: Đờng kính tang tải
F=7800 N : Lực kéo băng tải
V= 0
,85 m/s : Vận tốc băng tải
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
7
1.3. Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ
Từ bảng (2.4 sách TK HDĐCK) Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc 2
cấp ta có số vòng quay sơ bộ của động cơ là:
áp dụng công thức: n
Sb
= n
t
. i
hgt
.i
đ
=50,76.20.2,9 =2944(V/P)
Trong đó i
đ
: là tỷ số truyền của đai thang
i
hgt
: là tỷ số truyền của hộp giảm tốc
i
đ
và i
hgt
đợc tra trong bảng (2.4) bảng tỷ số truyền và ta chọn i
hgt
=20; i
đ
=2,9
1.4. Chọn động cơ
Động cơ cần chọn làm việc ở chế độ dài với phụ tải không thay đổi nên động
cơ phải có P
đm
P
ct
=7,49(KW)
Theo bảng P1.3 (TKHDĐCK) ta chọn động cơ có số hiệu 4A112M2Y3 có
thông số kĩ thuật:
+ Công suất định mức: P
đm
= 7,5 (KW)
+ Tốc độ quay: n
đc
= 2922 (v/p)
1.5. Phân phối tỷ số truyền
- Với động cơ đã chọn ta có : n
đc
= 2922 vòng/phút
P
đc
= 7,5 (KW)
Theo công thức tính tỷ số truyền ta có :
56,57
76,50
2922
===
t
dc
c
n
n
i
Ta có : i
c
= i
hgt
.i
đ
Trong đó : i
c
: tỷ số truyền chung
i
hgt
: tỷ số truyền của hộp giảm tốc.
i
đ
: tỷ số truyền của bộ truyền đai.
Chọn sơ bộ tỷ số truyền hộp giảm tốc i
hgt
=20
Do đó ta tính đợc :
878,2
20
56,57
===
hgt
c
d
i
i
i
Khi phân phối tỉ số truyền cho hộp giảm tốc theo yêu cầu bôi trơn có thể
tính theo công thức kinh nghiệm :
i
hgt
=i
nh
.i
ch
=(1,2
ữ
1,3)i
ch
2
Trong đó: i
nh
tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
8
i
ch
tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc
i
ch
=
25,1
hgt
i
=
25,1
20
= 4
i
nh
= i
hgt
/ i
ch
=20/4 =5
Phân phối tỷ số truyền nh sau:
Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc : i
nh
= 5
Tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc : i
ch
= 4
Tỷ số truyền của bộ truyền đai : i
đ
= 2,878
1.6. Công suất động cơ trên các trục
- Công suất động cơ trên trục I (trục dẫn) là:
P
I
= P
ct
.
1
= 7,49.0,96 = 7,190 (KW)
- Công suất động cơ trên trục II là:
P
II
= P
I
.
2
.
3
= 7,19.0,98.0,99 = 6,976 (KW)
- Công suất động cơ trên trục III là:
P
III
= P
II
.
2
.
3
= 6,976.0,98.0,99 = 6,768 (KW)
- Công suất động cơ trên trục công tác là:
P
IV
= P
III
.
3
.
4
= 6,768.0,99.1 = 6,70 (KW)
1.7. Tốc độ quay trên các trục
- Tốc độ quay trên trục I là:
)/(1015
878,2
2922
1
phv
i
n
n
d
dc
===
- Tốc độ quay trên trục II là:
)/(203
5
1015
1
2
phv
i
n
n
nh
===
- Tốc độ quay trên trục III là:
)/(75,50
4
203
2
3
phv
i
n
n
ch
===
1.8. Xác định mômen xoắn trên các trục
Mômen xoắn trên trục động cơ theo công thức:
).(24480
2922
49,7
.10.55,9.10.55,9
66
mmN
n
P
M
dc
ct
dc
===
Mômen xoắn trên trục I là:
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
9
).(67650
1015
19,7
.10.55,9.10.55,9
6
1
6
1
mmN
n
P
M
I
===
Mômen xoắn trên trục II là:
).(328181
203
976,6
.10.55,9.10.55,9
6
2
6
2
mmN
n
P
M
II
===
Mômen xoắn trên trục III là:
).(1273584
75,50
768,6
.10.55,9.10.55,9
6
3
6
3
mmN
n
P
M
III
===
Mômen xoắn trên trục công tác là:
).(1260788
75,50
70,6
.10.55,9.10.55,9
6
4
6
4
mmN
n
P
M
IV
===
Ta có bảng thông số sau :
Bảng 1:
Trục
Thông số
Động cơ I II III Công tác
Công suất P (KW) 7,49 7,190 6,976 6,768 6,70
Tỉ số truyền i 2,878 5 4 1
Vận tốc vòng n(v/p) 2922 1015 203 50,75 50,75
Mômen (N.mm) 24480 67650 328181 1273584 1260788
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
10
Phần II: Tính toán bộ truyền đai
(Hệ dẫn động dùng bộ truyền đai thang)
2.1. Chọn loại đai
Thiết kế bộ truyền đai cần phải xác định đợc loại đai, kích thớc đai và
bánh đai, khoảng cách trục A, chiều dài đai L và lực tác dụng lên trục.
Do công suất động cơ P
ct
= 7,49 KW và i
đ
= 2,878 < 10 và yêu cầu làm việc
êm nên ta hoàn toàn có thể chọn đai thang.
Ta nên chọn loại đai làm bằng vải cao su vì chất liệu vải cao su có thể làm
việc đợc trong điều kiện môi trờng ẩm ớt (vải cao su ít chịu ảnh hởng của
nhiệt độ và độ ẩm), lại có sức bền và tính đàn hồi cao. Đai vải cao su thích hợp ở
các truyền động có vận tốc cao, công suất truyền động nhỏ.
2.2. Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai
2.2.1. Xác định đờng kính bánh đai nhỏ D
1
Từ công thức kiểm nghiệm vận tốc:
V
d
=
1000.60
..
11
Dn
V
max
=(30
ữ
35)m/s
D
1
14,3.2922
1000.60.35
= 229 mm
Theo bảng (5-14) chọn D
1
= 220 mm
Kiểm nghiệm vận tốc:
)/35/30()/(6,33
60000
14,3.220.2922
max
smsmVsmV
d
ữ=<==
2.2.2. Xác định đờng kính bánh đai lớn D
2
Theo công thức(5-4) ta có đờng kính đai lớn:
D
2
=i
đ
.D
1
.(1-
)
Trong đó: i
đ
hệ số bộ truyền đai
:
Hệ số trợt bộ truyền đai thang lấy
= 0,02
D
2
= 2,878.220.(1-0,02) = 620,5 (mm)
Chọn: D
2
= 630 (mm)
Số vòng quay thực của trục bị dẫn:
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
11
)/(1000
630
220
.2922).02,01('
2
PVn ==
Kiểm nghiệm:
(%)48,1%100
1015
10001015
%100
'
1
21
=
=
=
n
nn
n
Sai số
n
nằm trong phạm vi cho phép (3
ữ
5)%
2.2.3. Xác định tiết diện đai
Với đờng kính đai nhỏ D
1
=220 mm, vận tốc đai V
đ
=27,5m/s và P
ct
=7,49
(KW) tra bảng (5-13) ta chọn đai loại với các thông số sau (bảng 5-11):
Sơ đồ tiết diện đai Kí hiệu Kích thớc tiết diện đai
a
0
h
a
h
0
F (mm
2
)
14
10,5
17
4,1
138
2.3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A
Theo điều kiện : 0,55
++ )(
21
DD
h
)(2
21
DDA +
(Với h là chiều cao tiết diện đai)
Theo bảng(5-16):
Với: i = 2,878 chọn
)(630
2
mmDA ==
2.4. Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ A
Theo công thức (5-1)
)(2661,2
630.4
)220630(
)630220(
2
14,3
630.2
4
)(
)(
2
2
2
2
12
21
mm
A
DD
DDAL
=
+++=
+++=
Theo bảng (5-12) Lấy L = 2800 (mm)
Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây
Theo CT (5-20):
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
12
u =
L
V
=
3
10.2800
5,27
= 9,8 (m/s)
u
max
=10 (m/s)
2.5. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo L = 2800mm
Theo công thức (5-2):
[]
[]
)(703
)630220(8)630220(14,32800.2)630220(14,32800.2
8
1
)(8)(2)(2
8
1
2
2
2
21
2
2121
mmA
DDDDLDDLA
=
+++=
+++=
Kiểm tra điều kiện (5-19):
0,55
++ )(
21
DD
h
)(2
21
DDA +
)(1700)(703)(478
)630220(27035,10)630220(55,0
mmmmmm
+++
Khoảng cách nhỏ nhất mắc đai :
A
min
= A- 0,015L = 703- 0,015.2800 = 661(mm)
Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng:
A
max
= A + 0,03L = 703 + 0,03.2800 = 787 (mm)
2.6. Kiểm nghiệm góc ôm
Theo công thức (5-3) ta có:
0
0
000
0
12
0
1
1208,14657).220630(
703
1
180
57).(
1
180
=>==
=
DD
A
Thỏa mãn
2.7. Xác định số đai cần thiết
Số đai đợc xác định theo điều kiện tránh xảy ra trợt trơn giữa đai
và bánh đai.
ắ Chọn ứng suất căng ban đầu
2
0
/2,1 mmN=
và theo chỉ số D
1
tra bảng ta
có các hệ số:
[
p
]
o
=1,74 : ứng suất có ích cho phép (bảng 5-17)
=
C
0,95 :Hệ số ảnh hởng góc ôm (bảng 5-18)
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
13
C
t
= 0,8 :Hệ số ảnh hởng chế độ tải trọng (bảng 5-6)
C
v
= 0,74 :Hệ số ảnh hởng vận tốc (bảng 5-19)
F = 138 mm
2
:Diện tích tiết diện đai (bảng 5-11)
V = 27,5 (m/s) :Vận tốc đai
ắ Số đai cần thiết:
Theo công thức ( 5-22) có:
[]
01,2
138.74,0.95,0.8,0.74,1.5,27
49,7.1000
....
.1000
0
==
FCCCV
P
Z
vtp
ct
Lấy số đai : Z = 2
2.8. Định các kích thớc chủ yếu của bánh đai
ắ Chiều rộng bánh đai:
Theo công thức (5-23): B = (Z-1).t + 2.S
Theo bảng (10-3 ) có: t = 20; S =12,5
B = ( 2-1).20 + 2.12,5 = 45 (mm)
ắ Đờng kính ngoài của bánh đai:
Theo công thức (5-24):
+ Với bánh dẫn: D
n1
=D
1
+2h
0
=220+2.4,1 =228,2(mm)
+ Với bánh bị dẫn: D
n2
=D
2
+2h
0
=630+2.4,1=638,2(mm)
2.9. Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
ắ Lực căng ban đầu với mỗi đai:
Theo công thức(5-25) ta có: S
0
=
0
. F
Trong đó:
0
=1,2 N/mm
2
ứng suất căng ban đầu
F=138 mm
2
:Diện tích tiết diện đai
S
0
= 1,2. 138 =165,6 (N)
ắ Lực tác dụng lên trục:
Theo công thức (5-26): R
đ
3.S
0
.Z sin(
)
2
1
Với :
0
1
8,146=
; Z=2
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
14
)(3,976)
2
8,146
sin(.2.6,165.3
0
NR
d
==
Bảng 2:
Các thông số bộ truyền đai
Giá trị
Thông số
Bánh đai nhỏ Bánh đai lớn
Đờng kính bánh đai D
1
=220 (mm) D
2
=630 (mm)
Đờng kính ngoài bánh đai D
n1
=228,2 (mm) D
n2
=638,2 (mm)
Chiều rộng bánh đai B = 45 (mm)
Số đai Z = 2 đai
Chiều dài đai L = 2800 (mm)
Khoảng cách trục A = 703 (mm)
Góc ôm
0
1
8,146=
Lực tác dụng lên trục R
đ
= 976,3 (N)
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
15
Phần III: Thiết kế Bộ truyền bánh răng
3.1. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
3.1.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện
Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình nên chọn vật liệu làm bánh
răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350. Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của
răng chọn độ rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25
ữ
50 HB
HB
1
= HB
2
+ (25
ữ
50)HB
ắ Bánh răng nhỏ thép 45 thờng hóa (bảng3-6)
(giả thiết đờng kính phôi 100
ữ
300mm)
Tra bảng (3-8) ta có các thông số của thép nh sau:
+ Giới hạn bền kéo:
bk
= 580 N/mm
2
+ Giới hạn chảy
ch
= 290 N/mm
2
+ Độ rắn : HB = 170
ữ
220 (Chọn HB
1
=190)
ắ Bánh răng lớn thép 35 thờng hoá (bảng3-7)
(giả thiết đờng kính phôi 300
ữ
500mm)
Tra bảng (3-8) ta có các thông số của thép nh sau:
+ Giới hạn bền kéo:
bk
= 480N/mm
2
+ Giới hạn chảy
ch
= 240 N/mm
2
+ Độ rắn : HB = 140
ữ
190 (Chọn HB
2
=160)
(với cả bánh răng nhỏ và bánh răng lớn ta chọn phôi là phôi rèn)
3.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp
nhanh
Theo công thức (3-3) số chu kì làm việc tơng đơng của bánh răng
N
td
=60.u.T
h
.n
Trong đó: n: số vòng quay trong 1phút của bánh răng
T
h
: thời gian làm việc của máy
u: số lần ăn khớp của 1 răng khi bánh răng qay một vòng, u=1
-
Số chu kì làm việc của bánh răng nhỏ:
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
16
N
td1
= 60.u.T
h
.n
1
= 60.1.15500.1015 = 99,4.10
7
-
Số chu kì làm việc của bánh lớn:
N
td2
=
60.u.T
h
.n
2
= 60.1.15500.203 = 18,9.10
7
Theo bảng (3-9) ta chọn số chu kì cơ sở N
0
= 10
7
N
td1
> N
0
N
td2
> N
0
Do đó với cả 2 bánh răng k
N
=k
N
=1
Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép:
[]
[ ]
N
txN
tx
p
k'.
0
0
=
theo bảng (3-9) ta có
[ ]
HB
txN
6,2
0
0
=
Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[ ]
2
/494190.6,2
1
mmN
txN
p
==
ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[ ]
2
/416160.6,2
2
mmN
txN
p
==
Để kiểm tra bền ta dùng trị số nhỏ là :
[ ]
2
/416
2
mmN
txN
p
=
Xác định ứng suất uốn cho phép:
Vì phôi rèn, thép thờng hoá nên lấy hệ số an toàn n =1,5 và hệ số
tập trung ứng suất chân răng
8,1=
k
+ Giới hạn mỏi của bánh răng nhỏ:
2
1
/4,249580.43,0 mmN==
+ Giới hạn mỏi của bánh răng lớn:
2
1
/4,206480.43,0 mmN==
Vì bánh răng quay một chiều nên theo công thức (3-5) có:
-
ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:
[]
)/(5,138
8,1.5,1
1.4,249.5,1
.
.).6,14,1(
.
.
2
'
10
1
mmN
kn
k
kn
k
NN
u
==
ữ
==
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
17
-
ứng suất uốn cho phép của bánh lớn:
[]
)/(115
8,1.5,1
1.4,206.5,1
.
.).6,14,1(
2
''
1
2
mmN
kn
k
N
u
==
ữ
=
3.1.3. Tính khoảng cách trục A
- Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: k = 1,55
- Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:
4,0=
A
áp dụng CT (3-9):
[]
3
2
2
6
.
.
.
.
10.05,1
).1(
n
Nk
i
iA
A
tx
Trong đó:
2
1
n
n
i =
= 5 : Tỉ số truyền
n
2
= 203 (v/p) số vòng quay trong 1 phút của bánh răng bị dẫn
N = 7,19 (KW) : công suất trên trục I
()
)(22,196
203.4,0
19,7.55,1
.
5.416
10.05,1
15
3
2
6
mmA =
+
Chọn A= 200 (mm)
3.1.4. Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh
răng
-Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài đợc tính theo công thức :
(3-17)
với n
1
số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn:
)/(54,3
)15(1000.60
1015.200.14,3.2
smV =
+
=
Theo bảng (3-11) ta chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng là cấp 8
3.1.5. Tính hệ số tải trọng k
Vì các bánh răng có độ cứng HB < 350 và tải trọng không đổi nên có:
k
tt
=1.
Theo bảng (3-13) tìm đợc hệ số tải trọng động k
đ
=1,55
Vậy hệ số tải trọng tính theo công thức (3-19): k = k
tt
.k
đ
= 1. 1,55 = 1,55
)/(
)1(1000.60
..2
1000.60
..
111
sm
i
nAnd
V
==
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
18
Thấy hệ số tải trọng k=1,55 không khác so với hệ số tải trọng sơ bộ k
sb
=1,55 nên
không cần tính lại A
3.1.6. Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng
Vì đây là bánh răng trụ răng thẳng nên ta tính mô đun pháp:
ắ Xác định mô đun : m = (0,01
ữ
0,02).A
42200).02,001,0( ữ=ữ= m
Theo bảng (3-1) chọn m = 3
ắ Tính số răng:
- Số răng bánh nhỏ: Z
1
=
)1(
2
+im
A
=
)15(3
200.2
+
= 22,2(răng)
Chọn Z
1
= 23 (răng)
- Số răng bánh lớn: Z
2
= Z
1
.i =23.5= 115 (răng)
chọn Z
2
=115 (răng)
ắ Chiều rộng bánh răng nhỏ:
)(80200.4,0.
1
mmAb
A
===
- Chọn b
1
= 80 (mm)
- Chiều rộng bánh răng lớn nhỏ hơn chiều rộng bánh răng nhỏ
khoảng 5
ữ
10mm nên chọn b
2
= 75 (mm)
3.1.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
Theo công thức (3-33) có :
bnZmy
NK
tdn
u
....
..10.1,19
2
6
=
Trong đó: k=1,55: Hệ số tải trọng
N: Công suất bộ truyền (KW)
y: Hệ số dạng răng
n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng đang tính
m
: Mô đun
Z
td
: Số răng tơng đơng trên bánh
b,
u
: Bề rộng và ứng suất tại chân răng
Theo bảng (3-18):
- Số răng tơng đơng của bánh nhỏ:
Z
1
td
= Z = 23 (răng)
Hệ số dạng răng bánh nhỏ: y
1
= 0,429
- Số răng tơng đơng của bánh lớn:
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên
đồ án chi tiết máy
Khoa: Khoa Học Cơ Bản
Giáo viên hớng dẫn :
Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong
Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Hiếu
19
Z
2td
= 115 (răng)
Hệ số dạng răng bánh lớn: y
2
= 0,517
-
Nh vậy ứng xuất tại chân răng bánh nhỏ là :
)/(5,29
80.1015.23.3.429,0
19,7.55,1.10.1,19
2
2
6
1
mmN
u
==
Ta thấy
U1
< [
]
U1
=138,5
Thoả mãn
- ứng xuất tại chân răng bánh răng lớn là:
)/(5,24
517,0
429,0
.5,29.
2
2
1
12
mmN
y
y
uu
===
U2
< [
]
U2
=115 N/mm
2
Thoả mãn
3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột
- Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (3-43)
+Bánh răng nhỏ
[]
1txqt
=2,5 .494 =1235 (N/mm
2
)
+Bánh răng lớn
[]
2txqt
=2,5 .416 =1040 (N/mm
2
)
Với:
) (N/mm 411
203.75
976,6.55,1.)15(
5.200
10.05,1
.
.)1(
.
10.05,1
2
36
2
36
=
+
=
=
nb
NKi
iA
txqt
ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên bánh răng
nhỏ và bánh răng lớn
- Kiểm ngiệm ứng suất uốn cho phép khi quá tải :
+ Bánh răng nhỏ
[]
1uqt
= 0,8.
ch
=0,8.290 = 232(N/mm
2
)
1uqt
=
znbym
NK
2
6
..10.1,19
=
80.1015.23.3.492,0
19,7.55,1.10.1,19
2
6
= 25,74(N/mm
2
)
1
uqt
<
[ ]
1
uqt
Thỏa mãn
+ Bánh răng lớn
[]
2
uqt
= 0,8.
ch
=0,8.240 = 192(N/mm
2
)
)/(5,24
517,0
429,0
.74,25.
2
2
1
12
mmN
y
y
uuqt
===
2uqt
<
[ ]
2uqt
Thỏa mãn
